Миграция из класса хранилища в дерево в драйверы CSI на Служба Azure Kubernetes (AKS)

Мақала
08/02/2024

Реализация драйвера интерфейса хранилища контейнеров (CSI) появилась в Служба Azure Kubernetes (AKS) начиная с версии 1.21. При внедрении и использовании CSI в качестве стандарта существующие рабочие нагрузки с отслеживанием состояния с использованием постоянных томов (PV) в дереве должны быть перенесены или обновлены для использования драйвера CSI.

Чтобы сделать этот процесс максимально простым и обеспечить отсутствие потери данных, эта статья предоставляет различные варианты миграции. К этим параметрам относятся сценарии, которые помогут обеспечить плавное перемещение из дерева на диски Azure и драйверы CSI Файлы Azure.

Подготовка к работе

Azure CLI версии 2.37.0 или более поздней. Запустите az --version, чтобы определить версию и запустите az upgrade для обновления версии. Если вам необходимо выполнить установку или обновление, см. статью Установка Azure CLI 2.0.
Администраторы kubectl и кластеров имеют доступ к созданию, получении, списку, удалению доступа к ПВХ или PV, моментальному снимку тома или содержимому моментального снимка тома. Для кластера с поддержкой Microsoft Entra RBAC вы являетесь членом роли администратора кластера RBAC Служба Azure Kubernetes.

Перенос томов дисков

Примечание.

Метки и failure-domain.beta.kubernetes.io/region устарели в AKS 1.24 и удалены failure-domain.beta.kubernetes.io/zone в версии 1.28. Если существующие постоянные тома по-прежнему используют nodeAffinity, соответствующие этим двум меткам, необходимо изменить их на topology.kubernetes.io/zone и topology.kubernetes.io/region метки в новом параметре постоянного тома.

Миграция из дерева в CSI поддерживается с помощью двух вариантов миграции:

Создание статического тома
Создание динамического тома

Создание статического тома

Используя этот параметр, вы создадите PV путем статического назначения claimRef новому ПВХ, который вы создадите позже, и укажите volumeName для PersistentVolumeClaim.

Схема рабочего процесса статического тома.

Преимущества этого подхода

Это простая задача, и ее можно автоматизировать.
Нет необходимости очищать исходную конфигурацию с помощью класса хранения в дереве.
Низкий риск, так как вы выполняете только логическое удаление объекта PV или PVC Kubernetes, фактические физические данные не удаляются.
Дополнительные затраты, связанные с отсутствием необходимости создавать дополнительные объекты Azure, такие как диск, моментальные снимки и т. д.

Ниже приведены важные рекомендации по оценке:

Чтобы перейти c исходных динамических томов на статические тома, для всех вариантов требуется создать объекты PV и управлять ими вручную.
При повторном развертывании нового приложения со ссылкой на новый объект PVC может возникнуть простой приложения.

Миграция

Обновите существующий PV ReclaimPolicy из delete to Storage , выполнив следующую команду:

kubectl patch pv pvName -p '{"spec":{"persistentVolumeReclaimPolicy":"Retain"}}'

Замените pvName именем выбранного объекта PersistentVolume. Кроме того, если вы хотите обновить reclaimPolicy для нескольких PV, создайте файл с именем patchReclaimPVs.sh и скопируйте его в следующем коде.

#!/bin/bash
# Patch the Persistent Volume in case ReclaimPolicy is Delete
NAMESPACE=$1
i=1
for PVC in $(kubectl get pvc -n $NAMESPACE | awk '{ print $1}'); do
  # Ignore first record as it contains header
  if [ $i -eq 1 ]; then
    i=$((i + 1))
  else
    PV="$(kubectl get pvc $PVC -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.volumeName}')"
    RECLAIMPOLICY="$(kubectl get pv $PV -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.persistentVolumeReclaimPolicy}')"
    echo "Reclaim Policy for Persistent Volume $PV is $RECLAIMPOLICY"
    if [[ $RECLAIMPOLICY == "Delete" ]]; then
      echo "Updating ReclaimPolicy for $pv to Retain"
      kubectl patch pv $PV -p '{"spec":{"persistentVolumeReclaimPolicy":"Retain"}}'
    fi
  fi
done

Выполните скрипт с параметром namespace , чтобы указать пространство ./PatchReclaimPolicy.sh <namespace>имен кластера.

Получите список всех pvCs в пространстве имен, отсортированных по созданиюTimestamp , выполнив следующую команду. Задайте пространство имен с помощью аргумента --namespace вместе с фактическим пространством имен кластера.
```
kubectl get pvc -n <namespace> --sort-by=.metadata.creationTimestamp -o custom-columns=NAME:.metadata.name,CreationTime:.metadata.creationTimestamp,StorageClass:.spec.storageClassName,Size:.spec.resources.requests.storage
```
Этот шаг полезен, если у вас есть большое количество PV, которые необходимо перенести, и вы хотите перенести несколько за раз. При выполнении этой команды вы можете определить, какие pvCs были созданы в заданном интервале времени. При запуске скрипта CreatePV.sh два параметра — время начала и окончания, которые позволяют переносить только pvcs в течение этого периода времени.

Создайте файл с именем CreatePV.sh и скопируйте его в следующем коде. Сценарий выполняет следующее:

Создает новый PersistentVolume с именем existing-pv-csi для всех PersistentVolumes в пространствах имен для класса storageClassNameхранилища.
Настройте новое имя ПВХ как existing-pvc-csi.
Создает новый ПВХ с указанным именем PV.

#!/bin/bash
#kubectl get pvc -n <namespace> --sort-by=.metadata.creationTimestamp -o custom-columns=NAME:.metadata.name,CreationTime:.metadata.creationTimestamp,StorageClass:.spec.storageClassName,Size:.spec.resources.requests.storage
# TimeFormat 2022-04-20T13:19:56Z
NAMESPACE=$1
FILENAME=$(date +%Y%m%d%H%M)-$NAMESPACE
EXISTING_STORAGE_CLASS=$2
STORAGE_CLASS_NEW=$3
STARTTIMESTAMP=$4
ENDTIMESTAMP=$5
i=1
for PVC in $(kubectl get pvc -n $NAMESPACE | awk '{ print $1}'); do
  # Ignore first record as it contains header
  if [ $i -eq 1 ]; then
    i=$((i + 1))
  else
    PVC_CREATION_TIME=$(kubectl get pvc  $PVC -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.metadata.creationTimestamp}')
    if [[ $PVC_CREATION_TIME >= $STARTTIMESTAMP ]]; then
      if [[ $ENDTIMESTAMP > $PVC_CREATION_TIME ]]; then
        PV="$(kubectl get pvc $PVC -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.volumeName}')"
        RECLAIM_POLICY="$(kubectl get pv $PV -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.persistentVolumeReclaimPolicy}')"
        STORAGECLASS="$(kubectl get pv $PV -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.storageClassName}')"
        echo $PVC
        RECLAIM_POLICY="$(kubectl get pv $PV -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.persistentVolumeReclaimPolicy}')"
        if [[ $RECLAIM_POLICY == "Retain" ]]; then
          if [[ $STORAGECLASS == $EXISTING_STORAGE_CLASS ]]; then
            STORAGE_SIZE="$(kubectl get pv $PV -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.capacity.storage}')"
            SKU_NAME="$(kubectl get storageClass $STORAGE_CLASS_NEW -o jsonpath='{.parameters.skuname}')"
            DISK_URI="$(kubectl get pv $PV -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.azureDisk.diskURI}')"
            PERSISTENT_VOLUME_RECLAIM_POLICY="$(kubectl get pv $PV -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.persistentVolumeReclaimPolicy}')"

            cat >$PVC-csi.yaml <<EOF
    apiVersion: v1
    kind: PersistentVolume
    metadata:
      annotations:
        pv.kubernetes.io/provisioned-by: disk.csi.azure.com
      name: $PV-csi
    spec:
      accessModes:
      - ReadWriteOnce
      capacity:
        storage: $STORAGE_SIZE
      claimRef:
        apiVersion: v1
        kind: PersistentVolumeClaim
        name: $PVC-csi
        namespace: $NAMESPACE
      csi:
        driver: disk.csi.azure.com
        volumeAttributes:
          csi.storage.k8s.io/pv/name: $PV-csi
          csi.storage.k8s.io/pvc/name: $PVC-csi
          csi.storage.k8s.io/pvc/namespace: $NAMESPACE
          requestedsizegib: "$STORAGE_SIZE"
          skuname: $SKU_NAME
        volumeHandle: $DISK_URI
      persistentVolumeReclaimPolicy: $PERSISTENT_VOLUME_RECLAIM_POLICY
      storageClassName: $STORAGE_CLASS_NEW
---
apiVersion: v1
kind: PersistentVolumeClaim
metadata:
  name: $PVC-csi
  namespace: $NAMESPACE
spec:
  accessModes:
    - ReadWriteOnce
  storageClassName: $STORAGE_CLASS_NEW
  resources:
    requests:
      storage: $STORAGE_SIZE
  volumeName: $PV-csi
EOF
            kubectl apply -f $PVC-csi.yaml
            LINE="PVC:$PVC,PV:$PV,StorageClassTarget:$STORAGE_CLASS_NEW"
            printf '%s\n' "$LINE" >>$FILENAME
          fi
        fi
      fi
    fi
  fi
done

Чтобы создать новый PersistentVolume для всех PersistentVolumes в пространстве имен, выполните скрипт CreatePV.sh со следующими параметрами:
- namespace — пространство имен кластера
- sourceStorageClass — Класс storage на основе драйвера на основе дерева
- targetCSIStorageClass — Класс storage на основе драйвера хранилища CSI, который может быть одним из классов хранилища по умолчанию, для которых задано значение disk.csi.azure.com или file.csi.azure.com. Кроме того, можно создать пользовательский класс хранилища до тех пор, пока он установлен для одного из этих двух средств подготовки.
- startTimeStamp — Предоставьте время начала до создания ПВХ в формате гггг-мм-ддthh:мм:ssz
- endTimeStamp — Укажите время окончания в формате гггг-мм-ддthh:mm:ssz.
```
./CreatePV.sh <namespace> <sourceIntreeStorageClass> <targetCSIStorageClass> <startTimestamp> <endTimestamp>
```
Обновите приложение, чтобы использовать новый ПВХ.

Создание динамического тома

С помощью этого параметра динамически создается постоянный том из утверждения постоянного тома.

Схема динамического рабочего процесса тома.

Преимущества этого подхода

Это менее рискованно, так как все новые объекты создаются при сохранении других копий с моментальными снимками.
Нет необходимости создавать тома PV отдельно и добавлять имя тома в манифест PVC.

Ниже приведены важные рекомендации по оценке:

Этот подход является менее рискованным, но при его применении создается несколько объектов, что увеличивает затраты на хранение.
Во время создания новых томов приложение недоступно.
Действия по удалению следует выполнять с осторожностью. Временные блокировки ресурсов можно применять к группе ресурсов до завершения миграции и успешной проверки приложения.
По мере создания дисков на основе моментальных снимков выполняйте проверку данных.

Миграция

Прежде чем продолжить, проверьте следующее:

Для определенных рабочих нагрузок, в которых данные записываются в память перед записью на диск, приложение должно быть остановлено и разрешить очистку данных в памяти на диск.

VolumeSnapshot класс должен существовать, как показано в следующем примере YAML:

apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
kind: VolumeSnapshotClass
metadata:
  name: custom-disk-snapshot-sc
driver: disk.csi.azure.com
deletionPolicy: Delete
parameters:
  incremental: "false"

Получите список всех PVC в указанном пространстве имен, отсортированных по созданиюTimestamp , выполнив следующую команду. Задайте пространство имен с помощью аргумента --namespace вместе с фактическим пространством имен кластера.
```
kubectl get pvc --namespace <namespace> --sort-by=.metadata.creationTimestamp -o custom-columns=NAME:.metadata.name,CreationTime:.metadata.creationTimestamp,StorageClass:.spec.storageClassName,Size:.spec.resources.requests.storage
```
Этот шаг полезен, если у вас есть большое количество PV, которые необходимо перенести, и вы хотите перенести несколько за раз. При выполнении этой команды вы можете определить, какие pvCs были созданы в заданном интервале времени. При запуске скрипта MigrateCSI.sh два параметра — время начала и окончания, которые позволяют переносить только pvcs в течение этого периода времени.

Создайте файл с именем MigrateToCSI.sh и скопируйте его в следующем коде. Сценарий выполняет следующее:

Создание полного моментального снимка диска с помощью Azure CLI
Создает VolumesnapshotContent
Создает VolumeSnapshot
Создает новый ПВХ из VolumeSnapshot
Создает новый файл с именем <namespace>-timestampфайла, который содержит список всех старых ресурсов, которые необходимо очистить.

#!/bin/bash
#kubectl get pvc -n <namespace> --sort-by=.metadata.creationTimestamp -o custom-columns=NAME:.metadata.name,CreationTime:.metadata.creationTimestamp,StorageClass:.spec.storageClassName,Size:.spec.resources.requests.storage
# TimeFormat 2022-04-20T13:19:56Z
NAMESPACE=$1
FILENAME=$NAMESPACE-$(date +%Y%m%d%H%M)
EXISTING_STORAGE_CLASS=$2
STORAGE_CLASS_NEW=$3
VOLUME_STORAGE_CLASS=$4
START_TIME_STAMP=$5
END_TIME_STAMP=$6
i=1
for PVC in $(kubectl get pvc -n $NAMESPACE | awk '{ print $1}'); do
  # Ignore first record as it contains header
  if [ $i -eq 1 ]; then
    i=$((i + 1))
  else
    PVC_CREATION_TIME=$(kubectl get pvc $PVC -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.metadata.creationTimestamp}')
    if [[ $PVC_CREATION_TIME > $START_TIME_STAMP ]]; then
      if [[ $END_TIME_STAMP > $PVC_CREATION_TIME ]]; then
        PV="$(kubectl get pvc $PVC -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.volumeName}')"
        RECLAIM_POLICY="$(kubectl get pv $PV -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.persistentVolumeReclaimPolicy}')"
        STORAGE_CLASS="$(kubectl get pv $PV -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.storageClassName}')"
        echo $PVC
        RECLAIM_POLICY="$(kubectl get pv $PV -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.persistentVolumeReclaimPolicy}')"
        if [[ $STORAGE_CLASS == $EXISTING_STORAGE_CLASS ]]; then
          STORAGE_SIZE="$(kubectl get pv $PV -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.capacity.storage}')"
          SKU_NAME="$(kubectl get storageClass $STORAGE_CLASS_NEW -o jsonpath='{.parameters.skuname}')"
          DISK_URI="$(kubectl get pv $PV -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.azureDisk.diskURI}')"
          TARGET_RESOURCE_GROUP="$(cut -d'/' -f5 <<<"$DISK_URI")"
          echo $DISK_URI
          SUBSCRIPTION_ID="$(echo $DISK_URI | grep -o 'subscriptions/[^/]*' | sed 's#subscriptions/##g')"
          echo $TARGET_RESOURCE_GROUP
          PERSISTENT_VOLUME_RECLAIM_POLICY="$(kubectl get pv $PV -n $NAMESPACE -o jsonpath='{.spec.persistentVolumeReclaimPolicy}')"
          az snapshot create --resource-group $TARGET_RESOURCE_GROUP --name $PVC-$FILENAME --source "$DISK_URI" --subscription ${SUBSCRIPTION_ID}
          SNAPSHOT_PATH=$(az snapshot list --resource-group $TARGET_RESOURCE_GROUP --query "[?name == '$PVC-$FILENAME'].id | [0]" --subscription ${SUBSCRIPTION_ID})
          SNAPSHOT_HANDLE=$(echo "$SNAPSHOT_PATH" | tr -d '"')
          echo $SNAPSHOT_HANDLE
          sleep 10
          # Create Restore File
          cat <<EOF >$PVC-csi.yml
    apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
    kind: VolumeSnapshotContent
    metadata:
      name: $PVC-$FILENAME
    spec:
      deletionPolicy: 'Delete'
      driver: 'disk.csi.azure.com'
      volumeSnapshotClassName: $VOLUME_STORAGE_CLASS
      source:
        snapshotHandle: $SNAPSHOT_HANDLE
      volumeSnapshotRef:
        apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
        kind: VolumeSnapshot
        name: $PVC-$FILENAME
        namespace: $1
---
    apiVersion: snapshot.storage.k8s.io/v1
    kind: VolumeSnapshot
    metadata:
      name: $PVC-$FILENAME
      namespace: $1
    spec:
      volumeSnapshotClassName: $VOLUME_STORAGE_CLASS
      source:
        volumeSnapshotContentName: $PVC-$FILENAME
---
    apiVersion: v1
    kind: PersistentVolumeClaim
    metadata:
      name: csi-$PVC
      namespace: $1
    spec:
      accessModes:
      - ReadWriteOnce
      storageClassName: $STORAGE_CLASS_NEW
      resources:
        requests:
          storage: $STORAGE_SIZE
      dataSource:
        name: $PVC-$FILENAME
        kind: VolumeSnapshot
        apiGroup: snapshot.storage.k8s.io

EOF
          kubectl create -f $PVC-csi.yml
          LINE="OLDPVC:$PVC,OLDPV:$PV,VolumeSnapshotContent:volumeSnapshotContent-$FILENAME,VolumeSnapshot:volumesnapshot$FILENAME,OLDdisk:$DISK_URI"
          printf '%s\n' "$LINE" >>$FILENAME
        fi
      fi
    fi
  fi
done

Чтобы перенести тома дисков, выполните скрипт MigrateToCSI.sh со следующими параметрами:
- namespace — пространство имен кластера
- sourceStorageClass — Класс storage на основе драйвера на основе дерева
- targetCSIStorageClass — Класс storage на основе драйвера хранилища CSI
- volumeSnapshotClass — Имя класса моментального снимка тома. Например, custom-disk-snapshot-sc.
- startTimeStamp — Укажите время начала в формате гггг-мм-ддthh:mm:ssz.
- endTimeStamp — Укажите время окончания в формате гггг-мм-ддthh:mm:ssz.
```
./MigrateToCSI.sh <namespace> <sourceStorageClass> <TargetCSIstorageClass> <VolumeSnapshotClass> <startTimestamp> <endTimestamp>
```
Обновите приложение, чтобы использовать новый ПВХ.
Вручную удалите старые ресурсы, включая пвх/ПВ в дереве, VolumeSnapshot и VolumeSnapshotContent. Если этого не сделать, обслуживание встроенных PVC и PV, а также объектов моментальных снимков повлечет за собой дополнительные затраты.

Миграция из дерева в CSI поддерживается путем создания статического тома:

Нет необходимости очищать исходную конфигурацию с помощью класса хранения в дереве.
Низкий риск, так как вы выполняете только логическое удаление объекта PV или PVC Kubernetes, фактические физические данные не удаляются.
Дополнительные затраты, связанные с отсутствием необходимости создавать дополнительные объекты Azure, такие как общие папки и т. д.